毕业设计说明书
智密封铅酸蓄电池充电器设计
专业
电气工程动化
学生姓名
班级
学号
指导教师
完成日期
20XX年X月X日
智密封铅酸蓄电池充电器设计
摘 ：铅酸蓄电池制造成低容量价格低廉十分广泛固特性寿命缩短影响铅酸蓄电池寿命素采正确充电方式效延长蓄电池寿命设计种全新智型铅酸蓄电池十分必
设计智密封铅酸蓄电池智充电器容包括蓄电池充电方法研究充电系统设计分析密封式铅酸蓄电池充电特性基础综合涓流充恒流恒压等充电方式优点应PIC16C54单片机采脉宽调制技术根电压电流反馈动控制调节充电脉宽度分快充慢充涓流充三阶段改变充电电流电压种充电方法始终充电电流总体逼蓄电池接受充电电流曲线整充电期间适时采取蓄电池极化措施
研究表明基PIC16C54单片机控制智充电器效率高调节时间快良充电特性充分发挥蓄电池具较高容量较长循环寿命具良应前景提高蓄电池性性提供条新效途径
+ n0 ` `6 V4 V* l F H p& l关键词：铅酸蓄电池智充电单片机脉宽度调制(PWM)
The Design of Intelligent Sealed Leadacid Battery Charger
Abstract The lead acid battery has many advantages such as low cost of design large capacity lower price and use widely Due to its intrinsic attributes if utilized improperly the life expectancy of the battery will be largely shortened Therefore it is necessary to design a new and intelligent leadacid battery charger
The design of sealed leadacid batteries intelligent charger content mainly includes to battery charging method of research and charging system design Based on the analyzed results of charging characteristic of lead acid battery using PIC16C54combines trickle charge constantcurrent charge and constantvoltage charge 's merits a intelligent leadacid battery charger is designed to adjust the charging current and voltage pulse's amplitude and pulse width automatically by three phases' charging procedure of fast chargingThis kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures
The study show that based on the intelligent charging PIC16C54 singlechip microcomputer control charger its high efficiency regulating time quick good charging characteristics can get fully make battery has higher use capacity and long cycle life can meet the electric locomotive motive battery charging request has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way
Key Words lead acid batteries intelligentcharging single chip computer pulse width modulation
目 录
1 概述 1
11 课题研究背景 1
12 课题研究意义 1
2 课题研究方案 2
21 课题总体设计方案 2
22 充电方法选择 2
23 充电系统整体结构 6
3充电器硬件电路设计 6
31 充电器充电程工作原理 6
32 开关电源回路设计 7
33 开关电源PWM控制电路设计 11
34 辅助电源电路设计 15
35 充电控制电路设计 16
4 充电器软件设计 20
41软件功 20
42 PIC系统指令设计 20
43 程序流程图 21
5 结 束 语 25
参考文献 26
致 谢 27
附 录 28
附录1 充电器电路原理图 29
附录2 充电器电路PCB图 30
附录3 程序清单 31
智密封铅酸蓄电池充电器设计
1 概述
11 课题研究背景
电池种化学电源通量转换获电器件二次电池称充电电池蓄电池指电池放电通充电方式活性物质激活继续电池二次电池充电时电转变化学实现负荷供电伴吸热程充电电池(化学电池物理电池)应程中充电器成功运重装置充电电池问世充电器便关键问题充电模式参数坏直接影响电池两重指标：充电电电池容量循环寿命然直二十世纪中期充电器技术未长足发展普遍采模式恒流恒压充电方法效果较差种情况直六十年代Mascc博士基低出气率曲线原理发现电池接受充电电流时间规律降规律证实恒流恒压充电均合适方法根Mascc曲线提出谓两段式三段式段式充电谓两段式指先电池进行恒流恒压充电电池电压达定程度然电池进行涓流充电谓三段式般电池进行恒流充电电压达定值转入第二阶段限压充电阶段充电电流某种程度转化第三阶段涓流充电
十年发展密封铅酸蓄电池技术已较成熟种电池性接镉镍电池需维护国密封铅酸蓄电池应逐渐增充电器年取长足发展明显标志世界部分半导体厂商均推出充电芯片带中央处理器文应单片机PIC16C54设计款智型铅酸蓄电池充电器
12 课题研究意义
铅酸蓄电池存着影响电池寿命容量素提高铅酸蓄电池充电效率缩短充电时间消蓄电池极化现象分析铅酸蓄电池充电特性基础综合涓流充恒流恒压等充电方式优点应PIC16C54单片机采脉宽调制技术根电压电流反馈动控制调节充电脉宽度分快充慢充涓流充三阶段改变充电电流电压设计款智密封铅酸蓄电池充电器系统控制进行三段式充电程充电系统设定充电方法电池充电根电池电压充电电流动转换充电状态显示出蓄电池充满电动进入涓充状态该充电器技术指标：a）基输入：单相220VAC±550HZ±2b）充电参数：快充时充电电流4A慢充时充电电压147V涓充时充电电压141Vc）环境温度：10℃50℃：空气相湿度超85
2 课题研究方案
21 课题总体设计方案
该设计采逐功模块分析组合方法实现方案分开关电源回路中滤波电路开关驱动电路开关电源PWM控制电路辅助电源电路充电控制电路进行分析设计然部分具体电路特点进行组合软件方面软件实现功进行述说PIC系统指令进行说明绘制程序流程图程序进行分析解释终写程序读进单片机中实现充电器功
22 充电方法选择
充电方法选择铅酸蓄电池说关重充电方法相差充电效果会差距电池性影响相选择合适充电方法时应考虑充电电池频率放点倍率途等素面充电方法简概述：
A恒流充电
a)恒流充电
充电器交流电源电压通常会波动充电时需采直流恒流电源恒流充电器采恒流充电时电池具较高充电效率方便根充电时间决定充电否中止改变电池数目恒流电源充电电路图21示
图21 恒流电源充电电路
b）准恒流充电
准恒流充电电路中通直流电源电池间串联电位器增加电路阻产生恒定电流电阻值根充电末期电流进行调整电流会超电池允许值结构简单成低廉种充电电路广泛应充电器中时具交流直流电源电路电气设备需额外充电器采电气设备直流电路电池进行充电图22示
图22 准恒流充电电路
B恒压充电
电池进行恒压充电时电池两端电压决定充电电流种充电方式充电初期电流较充电末期电流会变充电电流会着电压波动变化充电电流值应设置充电电压高时免便电池充电
外种充电方式中充电末期充电电压达峰值会降电池充电电流变会导致电池温度升高着电池温度升高电压降造成电池热失控损害电池性推荐采恒压充电方式图23示：
图23 恒压充电电路
C浮充方式
浮充方式中电池电流（C30～C20）进行充电电池保持满充状态浮充方式应电池作备电源应急电源电气设备中常规浮充方式充电电路图24示
图24 浮充方式充电电路
D涓充方式
电池负载联时电池直流电源（充电器）相连正常情况直流电源作负载工作电源涓充方式电池充电负载变直流电源端电压低电池端电压直流停止供电电池负载放电种方式充电电流模式决定通常紧急电源备电源电子表等允许断电场合图25示简单涓充方式示意图
图25 涓流方式简单示意图
E分阶段充电方式
分阶段充电方式中电池充电初始阶段充电电流较电池电压达控制点时电池转涓流方式充电分阶段充电方式电池理想充电方式缺点充电电路复杂成较高外需增设控制点电池电压监测电图图26示：
图26 分阶段充电简单示意图
F快速充电
电流短时间电池进行充电时需采电池电压检测控制电路该电路电池充电末期实时检测电池电压电池温度根检测参数控制充电程
a)电池电压检测
电流充电末期检测电池电压电池电压达设定值时电流充电转成电流充电采电流充电方式保证电池充电容量控制电路设置充电截止电压必须充电峰值电压低
b）－△V检测
电池充电程充电电流通检测电池充电末期电压降进行控制采－△V控制系统充电控制电路充电峰值电压确定－△V检测电路检测电压降达设定值控制电路电流充电电路分断
c)电池温度检测
电池充电末期负极发生氧复合反应产生热量电池温度升高电池温度升高导致充电电流增控制充电电流电池外壳设置温度传感器电阻等温度检测元件电池温度达设定值时电池充电电路切断面出电池温度检测简图电池温度充电时间关系图图27示：
图27 电池温度检测简图
智密封铅酸蓄电池采恒压充电恒流充电恒压充电充电初期电流太蓄电池寿命影响智密封铅酸蓄电池甚造成极板弯曲电池报废智密封铅酸蓄电池充电电路采恒流充电方式电路始终恒定充电电流蓄电池充电蓄电池充满时关断电路者转变浮充形式
相言恒流充电蓄电池寿命处恒流充电具较电流充放电充放电速度加快
果采恒流充电充电期电流保持原数值部分电流分解水气厉害电解液沸腾剧烈消耗电极板利容易造成极板活性脱落
智密封铅酸蓄电池分阶段充电方式种较方法着充电程进行充电电流逐渐降采种方法充电末期电解液沸腾现象减弱损失电较少保护极板防止度充电水解电力损失
通述种充电方式分析较综合优点设计出具快充慢充智型密封铅酸蓄电池充电器该充电器采单片机控制充电程分快充慢充涓流充三阶段充电效果更佳
铅酸蓄电池
23 充电系统整体结构
斩波电路
220V交流电源
隔离驱动电路
电源变换电路
单片机
辅助电源
图28 充电系统结构框图
充电系统结构框图图28示整充电装置电源变换电路斩波电路隔离驱动电路单片机控制系统组成
3充电器硬件电路设计
31 充电器充电程工作原理
311 充电器充电程分析
图31示该充电器充电电流电压曲线
图31充电器充电电流电压曲线
图31出：快充阶段（0～t1）充电器恒定电流1C蓄电池充电单片机控制快充时间避免量充电慢充阶段（t1～t2）单片机输出PWM控制信号控制斩波开关通断恒定电压蓄电池进行充电时充电电流指数规律降电池电压升规定值时结束慢充进入涓流充阶段涓流充阶段（t2～t3）单片机输出PWM控制信号充电器约009C充电电流蓄电池充电种状态长时间蓄电池充电限度延长蓄电池寿命
312 充电器工作原理
23节中提出铅酸蓄电池充电系统结构框图面根系统结构原理图出具体智型密封铅酸蓄电池原理框图智型密封铅酸蓄电池原理图开关稳压电源斩波开关控制器辅助电源等四部分组成具流保护压保护超温保护功交流电输入整流电路时辅助电源提供单片机半桥式变换器里利TL494设计电压监控电流监控利单片机控制斩波开关蓄电池进行智化充电单片机控制灯运行停止充电现处充电状态原理图中首先设定阶段值根通单片机充电器进行控制具体原理图图32示：
图32 智型铅酸蓄电池原理框图
32 开关电源回路设计
321 功率开关元件选
目前开关电源中较开关器件电力晶体GTR门极关断晶体GTO场效应晶体MOSFET绝缘栅极双极型晶体IGBT等IGBT(Insulated Gate Bipolar Tranister)MOS结构双极型器件属具功率M0SFET高速性双极型器件低电阻特性功率元件目前价格方面原高功率变换场合通常选择MOSFET考虑漏源击穿电压导通电阻漏源击穿电压漏区沟道体区PN结反偏电压电压决定器件高工作电压导通电阻外非常重参数相双极型晶体功率器件饱电阻漏源击穿电压值高导通电阻较限制功率场效应高反压开关电源中应场效应工作开关状态时漏源极间电压必须考虑参数鉴目前工艺状况导通电阻稍约1欧姆左右低导通电阻子价格偏高导通电压相双极型晶体饱电压选择双极型晶体E13007饱电压值025V综述双极型晶体饱压降较特成MOSFET低
双极型晶体两背背PN结构成具电流放作晶体三极起源1948年发明点接触晶体三极50年代初发展成结型三极现称双极型晶体双极型晶体两种基结构：PNP型NPN型3层半导体中中间层称基区外侧两层分称发射区集电区基区注入少量电流时发射区集电区间会形成较电流晶体放效应
面双极型晶体特点：
a）输入特性曲线：描述压降UCE定情况基极电流iB发射结压降uBE间关系称输入伏安特性表示： 硅开启电压约07V锗开启电压约03V
b）输出特性曲线：描述基极电流IB常量时集电极电流iC压降uCE间函数关系分三区：截止区：发射结集电结均反偏置IE@0IC@0UCE@EC子失放力果三极作开关状态相断开状态饱区：发射结集电结均正偏置饱区IC受IB控制子失放作UCE@0ICEC／RC三极作开关时开关处闭合状态放区：发射结正偏集电结反偏
c）特征频率：晶体中PN结结电容存晶体交流电流放系数会工作频率升高降 数值降1时信号频率称特征频率
外直流参数交流参数选择晶体时考虑素：
─指发射极开路集电结穿透电流
─指集电极开路发射结穿透电流
极间反电流越说明子特性越受温度影响会
─发射极开路时集基极间反击穿电压集电极允许加高反电压然参数值越高越时考虑价格素
─基极开路时集电极发射极间击穿电压
─集电极发射极饱压降
述分析中考虑设计求选N型硅双极型晶体E13007具体参数：
（） (31)
（） (32)
（） (33)
（） (34)
（） (35)
322 滤波电路设计
滤波电路常滤整流输出电压中纹波般电抗元件组成负载电阻两端联电容器C负载串联电感器L电容电感组成成种复式滤波电路
设计交流滤波电路时电源线引入电磁噪声会整电路影响电源线噪声分两类：模干扰差模干扰考虑差模干扰模干扰区设置电源线滤波电路传输途径差模模滤波元件抑制干扰达滤波效果
图33开关稳压电源滤波电路
图33中C1C4做差模电容LF1做模电感C2C3做模电容差模滤波元件模滤波元件分差模模干扰较强衰减作
模电感LF1磁环绕相反匝数相两绕组构成通常环形磁芯漏磁效率高绕线困难市网工频电流两绕组中流时进出产生磁场恰抵消模电感市网工频电流起阻碍作损耗传输果市网中含模噪声电流通模电感种模噪声电流方流两绕组时产生磁场相叠加模电感干扰电流呈现出较感抗起抑制模干扰作
实际中模电感两电感绕组绕制工艺问题会存电感差值种差值正利作差模电感般电路中必设置独立差模电感模电感差值电感电容C1C4构成∏型滤波器种滤波器差模干扰较衰减
模电感外图中电容C2C3滤模干扰模滤波衰减低频时电感器起作高频时部分电容C2C3起作电容C2C3选择根实际情况定电容C2C3接电源线线间承受电压较高需高耐压低漏电流特性
差模干扰抑制器通常低通滤波元件构成简单滤波电容接两根电源线间形成输入滤波电路电容选择适高频干扰起抑制作该电容高频干扰阻抗甚低两根电源线间高频干扰通工频信号阻抗高工频信号传输毫影响该电容选择考虑耐压值满足功率线路耐压等级承受预料电压击避免放电电流引起击危害C1C4电容容量宜般001～01μF间电容类型陶瓷电容聚酯薄膜电容
323 开关驱动电路设计
321节中选择双极型晶体E13007作功率元件双极型晶体驱动电流波形完美脉波开始时驱动电流较慢慢衰减图34示：
图34 基极驱动电流波形
然驱动变压器输出方波信号选择合适驱动电路驱动变压器输出信号量适合晶体基极驱动电流波形点开关迅速导通安全重设计基极驱动电路图35示
图35 基极驱动电路
系统中开关加速开关网络提供较理想驱动电流波形电路图35示电容C10D3R4C11D4R8构成开关加速开关网络变压器开始输出驱动脉信号加速开关网络中电容C10C11充电通二极流开关基极流晶体基极驱动电流Ib较陡幅值着充电进行电容电压逐渐建立电容充满电驱动信号通二极回路显易见时基极驱动电流幅值电容未充满电前低构成基极驱动电流半部分较缓电阻R1R3R5R7开关处微导通状态果两开关Q1Q2均处关断状态集电极漏电流存开关Q1Q2集电极漏电流Ic10Ic20完全致导致A点电压位中点电压较误差例300V输入理想情况开关应承受150V电压果没设置均压电路没开关处微导通状态开关承受较电压200V子承受100V半桥电路中输出变压器原边电压高值种情况电路没输出疑降低变换器输出效率果分压网络开关Q1Q2基极提供电流Ib1Ib2Ib1Ib2集电极Ic1Ic2Ic1>Ic10Ic2>Ic20漏电流致性导致中点电位影响微微例：Ic1005mAIc2004mA分压网络Ib1Ib2005mA假设晶体电流放倍数 Ic1Ic25mA>Ic1005mA消开关特性致导致影响A点电压位输入电压中点值驱动变压器产生脉信号TL494脉宽调制器8脚11脚输出分驱动晶体Q3Q4三极放驱动变压器样实现强电弱电信号隔离图中D7D8射极举电路C12旁路电容
33 开关电源PWM控制电路设计
开关电源般采脉宽度调制（PWM）技术特点频率高效率高功率密度高性高脉宽度调制种模拟控制方式根相应载荷变化调制晶体栅极基极偏置实现开关稳压电源输出晶体晶体导通时间改变种方式电源输出电压工作条件变化时保持恒定利微处理器数字输出模拟电路进行控制种非常效技术调节开关电源占空输出电压基负载变化输入电压变化变化种方法做脉宽调制法现许脉宽调制控制器生产厂家美国德州TI公司生产脉宽调制控制器TL598SG2524TL494等设计中选TL494型脉宽调制器够产生两路PWM输出具稳压限流保护功
图 36 TL494脚分配图
331 TL494简介
TL494种固定频率脉宽调制电路包含开关电源控制需全部功广泛应单端正激双式半桥式全桥式开关电源TL494SO16PDIP16两种封装形式适应场合求特征：
a） 集成全部脉宽调制电路
b） 片置线性锯齿波振荡器外置振荡元件仅两（电阻电容）
c） 置误差放器
d） 置5V参考基准电压源
e） 调整死区时间
f） 置功率晶体提供500mA驱动力
g） 推拉两种输出方式
332 TL494工作原理
TL494部器件锯齿波发生器触发器较器误差放器125V基准电源两驱动晶体等组成种脉宽调制型开关电源集成控制器脚分配图37示脚12脚1516分两较器输入端脚3相位控制端脚4死区电控制端脚56振荡器RC输入端脚89脚1110分两部驱动晶体集电极发射极通发出脉控制变换器开关交导通脚13输出状态控制端脚13低电时两部驱动晶体时导通截止时控制变换器开关形成单端输出脚13高电时推挽输出
图37 TL494部结构图
输出脉波宽度调变达成着电容器CT端正锯齿波形两控制信号中做较电路中NOR闸驱动输出三极Q1Q2仅正反器时钟输入信号低准位时闸会效状态种情况发生仅锯齿波电压控制信号电压期间里控制信号振幅增加时时会致引起输出脉波宽度线性减少图38示：
图38 TL494控制器时序波形图
外部输入端控制信号输入脚4截止时间控制端脚121516误差放器输入端输入端点抵补电压120mV限制输出截止时间值约初锯齿波周期时间413脚输出模控制端接时获96工作周期13脚接制参考电压时获48工作周期果第4脚截止时间控制输入端设定固定电压范围0V33V间附加截止时间定出现输出
PWM较器提供方法误差放器百分导通时间做输出脉波宽度调整着设定截止时间控制输入端降零电位时回授输入脚电压变化05V35V间二误差放器模态(commonmode)输入范围03V(Vcc2)V检知电源供器输出电压电流
误差放器输出会处高动状态PWM较器非反相输入端误差放器输出闸(OR)运算结合电路结构放器需输出导通时间抑制回路控制通常第误差放器参考电压稳压输出电压做较环路增益回授控制第3脚通常做频率补偿目整环路稳定度特注意运回授时必须避免第3脚输入载电流600µA否脉波宽度会正常限制两种误差放器利正相反相放稳压第二误差放器做电流检知回路检知电阻参考电压元作较回路工作电压接端误差放器转换速率(slew rate)7VVcc时2Vµs高频运中脉波宽度较器控制逻辑传播延迟动态电流限制器运恒流限制电路者外加元件作成电流回叠(current feedback)限流装置动态电流限制截止时间控制输入端第4脚
电容器CT放电时截止时间较器输出端会正脉波信号输出时钟脉波控制操作正反器会抑制输出三极Q1Q2输出模控制第13脚连接参考电压准位线时推挽式操作两输出三极脉波信号调变会交导通时输出转换频率振荡器频率半
单端方式(singleended)操作时工作周期须少50时输出驱动出三极Q1Q2取单端方式操作需较高输出电流Q1Q2三极联方式连接输出模控制第13脚必须接正反器失效(disable)状态时输出转换频率相震荡器频率TL494约两输出级单端方式推挽式输出两输出关系拘束两集极射极输出端利射极状态集极射极电流200mA时集极射极饱电压约11V集极结构电压15V输出载两输出保护作般两输出射极转换时间知道转换速度非常快操作频率达300KHz25℃时输出漏电流般1µＡ
333 TL494外围电路设计
图39 TL494外围电路设计
图39示TL494外围电路设计较固定里分部分简单介绍
A软启动保护
前面介绍知TL4944脚芯片死区控制端该脚落电阻R13跨接14脚（部基准电源端）间电容C19开机时落电阻没电流流R13电压着输入电源电容C19充电R13开始流电流4脚开始建立定电压芯片开始工作软启动见充电电容C19值决定 软启动快慢C19越软启动程越短死区时间落电阻R13电压决定该值越高死区时间越长
B恒流控制
开关电源输出电压电流稳定重求TL494提供部基准电源两误差放器方便实现功系统中电阻R28串接T1次级绕组N2N3中间抽头输出间作监控快充充电电流流保护
充电电流超恒定值1C时R28压降增该压降联电阻R24R25反馈IC115脚电位变负低IC116脚部电流误差放器输出高电IC18脚11脚输出PWM信号脉变窄缩短Q1Q2导通时间输出电压降维持充电电流恒定着充电时间延长电池电压逐渐升高充电电流指数规律降IC115脚电位指数规律升IC18脚11脚输出PWM信号脉变宽延长Q1Q2导通时间输出电压升高充电电流保持恒定
C恒压控制
恒流控制类似恒压控制利部电压误差放器输出电压间构成负反馈图38示电阻R15R16R17R18 电容C16C17组成电压取样电路取样电压输入IC11脚输出电压允许电压值时误差放器没输出驱动晶体输出固定占空脉信号旦输出电压反馈1脚电压高2脚电压放器输出高电降低驱动晶体输出脉占空IC18脚11脚输出PWM信号脉宽改变Q1Q2导通时间改变维持输出电压恒定
D
IC156脚分接定时元件C13R12构成三角波震荡器中R1222C131uF三角波振荡频率：3脚15脚间3脚2脚间RC网络滤波电路分根电容电阻设定值相应频段干扰13脚直接接14脚（5V基准电压）两驱动晶体工作推挽输出方式芯片驱动晶体射级910脚接集电极811脚输出分驱动外部电路中晶体Q3Q4放进输出驱动变压器激励开关Q1Q2
34 辅助电源电路设计
电子产品中常见三端稳压集成电路正电压输出lm78××系列负电压输出lm79××系列顾名思义三端IC指种稳压集成电路三条引脚输出分输入端接端输出端样子象普通三极TO 220 标准封装lm9013样子TO92封装lm78lm79系列三端稳压IC组成稳压电源需外围元件极少定电压电流输出够获电压电流电路部流热调整保护电路起方便价格便宜该系列集成稳压IC型号中lm78lm79面数字代表该三端集成稳压电路输出电压lm7806表示输出电压正6Vlm7909表示输出电压负9V
lm7805输出电流达1A输出电压5V具热保护短路保护特点根特点设计出设计辅助电源电路图310示
图310 辅助电源电路
辅助电源工频变压器T3整流元件B2滤波元件C27C28三端稳压集成电路IC4（7805）组成单片机提供（+5）电源电压采种单片机单独供电方式增强抗干扰力提高性时单片机提供50Hz计时脉信号
35 充电控制电路设计
根系统特点硬件电路采单片机控制系统实现单片机种类繁致分三类：通型专型总线型非总线型工控型家电型面两种典型单片机介绍选择中种作设计控制系统中心控制芯片
351 单片机选择
A． AT89C2051单片机
a）AT89C2051单片机介绍
AT89C2051美国ATMEL公司生产低电压高性CMOS8位单片机 片含2k bytes反复擦写读程序存储器（PEROM）128bytes机数存储器（RAM）器件采ATMEL公司高密度非易失性存储技术生产兼容标准MCS51指令系统片置通8位中央处理器Flash存储单元带2K字节闪速编程擦读存储器（EEPROM）低电压高性8位CMOS微处理器采ATMEL高密非易失存储技术制造工业标准MCS51指令集引脚结构兼容标准功：2K字节闪速存储器128字节RAM15根IO口两16位定时器五量两级中断结构全双工串行口精密模拟较器两种选 软件节电工作方式空闲方停止CPU工作允许RAM定时器计数器串行工作口中断系统继续工作掉电方式保存RAM容振荡器停止工作禁止部件工作硬件复位
b）AT89C2051单片机引脚图
图311 AT89C2051单片机引脚图
AT89C2051芯片20引脚功：
VCC 电源电压
GND 接
RST 复位输入RST变高电保持2机器周期时IO引脚复位1
XTAL1 反振荡放器输入部时钟工作电路输入
XTAL2 反振荡放器输出
P1口8位双IO口引脚P12～P17提供部拉作输入外部拉低电时输出电流部拉缘P10P11需外部拉作片精确模拟较器正输入（AIN0）反输入（AIN1）P1口输出缓器接收20mA电流直接驱动LED显示器P1口引脚写入1 作输入闪速编程编程校验期间P1口接收编码数
P3口：P3口P30~P35P37带部拉电阻 七双IO口引脚P36固定输入片较器输出信号作通IO引脚访问P3口缓器吸收20mA电流P3口写入1时部拉电阻拉高作输入端作输入时外部拉低P3口脚拉电阻流出电流
RST：复位输入RST旦变成高电IO引脚复位1振荡器正运行时持续出RST引脚两机器周期高电便完成复位机器周期需12振荡器时钟周期
XTAL1：作振荡器反相器输入部时钟发生器输入
XTAL2：作振荡器反相放器输出
BPIC16C54单片机
a） PIC16C54单片机介绍
PIC16C54属CMOS单片机低价位高性8位单片机具体积功耗低性强体密性高价格低等特点率仅33条精简指令集单字节单周期指令条指令执行时间快达200ns易记忆指令系统减少产品开发时间两双IO口线中A口作输入检测四种工作方式键情况B口中RB0作输入检测电流强度控制键键情况外余作输出中RB2RB7分控制六档电流强度指示灯点亮关闭RB1输出脉信号该信号刺激隔离器耦合刺激电极输出振荡源四种晶体振荡（XT）低功耗振荡（LP）高速振荡（HP）RC振荡实种时钟振荡电路睡眠低功耗省电模式WDT（门狗）带码保护功特性具较优势PIC16C54系列单片机广泛应电机控制汽车电路家电器等领域
b) PIC16C54单片机性
RISC精简指令集指令仅33条指令长度12位
绝部分均单机器周期指令
工作速度高快达200ns（20MHz时钟时）
数长度8位
片程序存储器容量5122kbyte
片静态数存储器(SRAM)2573byte
硬件组成7专寄存器
两级硬件堆栈
直接间接相位寻址功
1220条IO引脚条引脚均设置输入输出态
种时钟振荡电路WDT定时器电路
宽工作电压范围低功耗模式：工作电压25V60V典型工作电流2mA睡眠状态仅3uA
c) PIC16C54单片机引脚图
图312 PIC16C54单片机引脚图
PIC16C54单片机引脚功：
RA0RA3 IO输入输出口A应部f54位IO端口位控
RB0RB7 IO输入输出口B应部f68位IO端口位控
RTCC实时时钟计数器输入端端口输入信号升降计数边通软件选择
MCLR复位端MCLR低电时单片机复位
OSC1振荡信号输入端端口外部振荡信号输入RC振荡时接RC电路石英振荡电路时接石英晶体端
OSC2振荡信号输出端石英晶体振荡器陶瓷振荡器时通串联电阻R接振荡晶体端RC振荡时常作CLKOUT输出（CLKOUT14fosc）
VDD电源电压般5V范围25625V间Vss端
两单片机发现PIC16C54单片机更适合设计求
352 控制电路设计
图313 控制电路电路图
电路包含控制芯片PIC16C54振荡电路复位电路振荡电路晶体振荡器电容构成复位电路二极电阻极性电容构成
快充阶段IC36脚输出高电电阻R32接Q7基极斩波开关导通通电流监控电路恒定电流蓄电池充电达快充时间时IC36脚输出低电关断斩波开关停止充电快充阶段结束慢充阶段IC36脚输出PWM控制信号斩波开关固定占空导通充电器恒定电压蓄电池充电时充电电流着蓄电池电压升指数规律降蓄电池电压升规定值时电阻R33R34R35蓄电池电压取样 送较器IC2 3脚（相输入端）2脚（反相输入端）基准电压较1脚输出高电IC317脚输入高电软件滤波延时判断检测误结束慢充涓流充阶段IC36脚输出PWM控制信号斩波开关较占空导通充电电流维持009C左右蓄电池充电
超温保护通附加蓄电池正温度特性热敏电阻RT2R36R37 实现电池温度升高时热敏电阻RT2阻值增IC25脚（相输入端）电位升电池温度升高规定值时5脚电位高6脚（反相输入端）电位7脚输出高电IC318脚输入高电IC36脚输出PWM信号充电器浮充电压蓄电池充电效保护蓄电池
系统发光二极表示充电状态快充慢充阶段绿色发光二极亮涓流充阶段黄色发光二极亮
4 充电器软件设计
41软件功
基单片机PIC16C54TL494智铅酸蓄电池充电器程序需完成功：
a） 实现充电器三段式充电
b） 通温度时间检测判断充电阶段通LED显示
42 PIC系统指令设计
421 指令系统基说明
PIC16C54条指令长12位指令操作码操作数组成PIC16C5433条指令操作分成三类：
a）面字节操作类
类指令18条包括数传送算术逻辑运算数移位交换等操作操作W数寄存器f间进行指令码结构：
高6位指令操作码第6位d方位d1操作结果存入f（数寄存器）d0操作结果存入W低5位数寄存器址选中32寄存器
b）面位操作类
类指令4条指令码基结构：
高4位操作码bit5－bit7位址（寻址8位）bit0－bit4寄存器址
c）常数操作控制操作类
类指令11条指令码结构：
高4位操作码低8位常数K
422 指令寻址方式
PIC16C54采精简指令集（RISC）结构体系寻址方式指令少简单寻址方式根操作数源分立数寻址寄存器间接寻址直接寻址位寻址四种
a）立数寻址
种方式操作数立数形式出现长字指令低8位表示操作数直接指令中获
例：MOVLW 16H 16H →W
b）寄存器间接寻址
种寻址方式操作数址放寄存器中PIC系列微控制器中作间接址寄存器FSR实际访问寄存器序号放FSR低5位中通间接寄存器INDF进行见解寻址种寻址方式通寄存器F0F4实现实际寄存器址放F4中通F0进行间接寻址
例：MOVLW 05H W5
MOVWF 4 W(5)→F4
MOVLW 55H W55H
MOVWF 0 W(55H)→F5
面段程序55H送入F5寄存器间址寻址方式编写查表写表程序非常方便
c）直接寻址
种寻址方式指令中直接出访问寄存器寄存器专寄存器通寄存器寄存器址（5位）直接包括指令中
例：MOVWF 8 W→F8寄存器
MOVF 8W F8→W
d）位寻址
种寻址方式寄存器中位进行操作
例：BSF 110 F11第0位置1
43 程序流程图
流程图：
图41 充电器程序流程图
软件设计采汇编语言采模块化结构化设计方法进行设计
开机进行系统初始化蓄电池进行快充快充阶段单片机6脚输出高电斩波开关导通通电流监控电路温度检测恒定电流蓄电池进行充电达快充时间时单片机6脚输出低电关断斩波开关停止充电快充阶段程序示：
KUAI 快充
BSF PORTB0 6脚1
CALL WENDU 温度检测
MOVLW D'255' 时间否？
SUBWF RTCC0
BTFSS STATUS2
GOTO KUAI
GOTO MAN
快充结束进入慢充阶段单片机6脚输出PWM控制信号斩波开关固定占空导通充电器恒定电压蓄电池充电蓄电池电压升规定值时较器进行输出高电单片机17脚输入高电进行较判断慢充阶段程序示：
MAN 慢充
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP1 NOP 延时600us
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP1
BCF PORTB0
MOVWF 10
LOOP2 NOP 延时400us
DECFSZ 101
GOTO LOOP2
CALL WENDU 温度检测
MOVF PORTA0 电压否？
ANDLW B'00000010'
BTFSC STATUS2
GOTO MAN
慢充结束进入涓流充阶段单片机6脚输出PWM控制信号斩波开关较占空导通充电电流维持009C左右蓄电池充电涓流充阶段程序示：
JUAN 涓充
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
JLOOP BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP3 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP3
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP4 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP4
GOTO JLOOP
温度检测流程图：
图42 充电器温度检测流程图
超温保护通热敏电阻RT2R36R37 实现电池温度升高时热敏电阻RT2阻值增IC25脚电位升电池温度升高规定值时5脚电位高6脚电位7脚输出高电单片机18脚输入高电单片机6脚输出PWM信号充电器浮充电压蓄电池充电效保护蓄电池具体程序示：
WENDU 温度检测子程序
MOVF PORTA0
ANDLW B'00000001'
BTFSC STATUS2
GOTO FANHUI1
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP5 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP5
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP6 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP6
GOTO WENDU
FANHUI RETLW 0
5 结 束 语
通次毕业设计仅知识融会贯通丰富脑时查找资料程中解许课外知识开拓视野前学知识重温专业知识方面动手力方面质飞跃
次毕业设计中根铅酸蓄电池充放电特性充电控制方法分析综合恒流恒压涓流充电等方式优点应单片机PIC16C54开关电源集成芯片TL494采脉宽调制技术根电压电流反馈动控制调节充电脉宽度改变充电电流电压充电分快充慢充涓流充三阶段达良充电效果
设计中样遇许困难许第次遇难点通查阅相关资料时指导老师组学请教遇问题逐解决认识虚心求教探讨知识种学方法
次毕业设计中喜愁断充实学专业方面知识认识许朋友非常感谢李家荣老师指导帮助
参 考 文 献
[1] 扬帮文实电池充电器保护器电路集锦[TM]北京：电子工业出版社2000
[2] 王鸿钰实电源技术手册[TM]海：海科学技术出版社2002
[3] 梁廷贵现代集成电路实手册（集成运算放器 电压较器分册）[M]北京：科学技术
文献出版社2002
[4] 张占松蔡宣三开关电源原理设计[TN]北京：电子工业出版社2004
[5] Marty Brown著徐德鸿沈旭译开关电源设计指南[TN]北京：机械工业出版社2004
[6] 王兆安黄俊电力电子[TM]北京： 机械工业出版社2000
[7] 周志敏周纪海纪爱华充电器电路设计应[TM]北京：民邮电出版社2005
[8] 杨郑成智充电器设计[J]湖州职业技术学院学报2004(6)120～123
[9] 丁志亮等智铅酸电池充电器设计[J]电源技术应20069(4)17～18
[10] 胡湘娟杨毅功充电器设计[J]湖南技术学院学报200526(11)53～54
致 谢
通努力次设计利完成终定稿着劳动结晶心充满感激感谢指导老师XX老师悉心指导感谢老师帮助设计程中XX老师百忙中挤出休息时间电子邮件电话方式指点迷津耐心讲解提供量资料教查阅资料便捷方法常提供方面帮助排忧解难
次毕业设计中许学加油鼓劲学关系更进步学间互相帮助什懂家起商量听听法更理解知识位老师学表示衷心感谢时感谢课老师带入电子学科学殿堂
整设计中懂许东西培养独立工作力树立工作力信心相信会学工作生活非常重影响提高动手力充分体会创造程中探索艰难成功时喜悦设计程中学东西次设计收获财富终身受益
会带着份求学精神带着老师学寄予厚握机会生活工作岗位发挥优势实现生价值
附 录
附录1 充电器电路原理图
附录2 充电器电路PCB图
附录3 程序清单
附录1 充电器电路原理图
附录2 充电器电路PCB图
附录3 程序清单
PIC16C54 EQU 1FFH
RTCC EQU 1
ORG PIC16C54
GOTO MAIN
ORG 0
WENDU 温度检测子程序
MOVF PORTA0
ANDLW B'00000001'
BTFSC STATUS2
GOTO FANHUI1
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP5 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP5
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP6 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP6
GOTO WENDU
FANHUI RETLW 0
MAIN 程序
MOVLW A'11111111' A口作输入
MOVWF TRISA
MOVLW B'00000000' B口作输出
MOVWF TRISB
BCF PORTB1 绿灯亮
BSF PORTB2 黄灯灭
CLRF RTCC 记数器清零
MOVLW B'00110111' 记数方式分频256
OPTION
MOVLW B'00001001'
MOVWF CONFIG
KUAI 快充
BSF PORTB0 6脚1
CALL WENDU 温度检测
MOVLW D'255' 时间否？
SUBWF RTCC0
BTFSS STATUS2
GOTO KUAI
GOTO MAN
MAN 慢充
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP1 NOP 延时600us
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP1
BCF PORTB0
MOVWF 10
LOOP2 NOP 延时400us
DECFSZ 101
GOTO LOOP2
CALL WENDU 温度检测
MOVF PORTA0 电压否？
ANDLW B'00000010'
BTFSC STATUS2
GOTO MAN
JUAN 涓充
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
JLOOP BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP3 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP3
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP4 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP4
GOTO JLOOP
END
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毕业设计说明书
智密封铅酸蓄电池充电器设计
专业
电气工程动化
学生姓名
班级
学号
指导教师
完成日期
20XX年X月X日
智密封铅酸蓄电池充电器设计
摘 ：铅酸蓄电池制造成低容量价格低廉十分广泛固特性寿命缩短影响铅酸蓄电池寿命素采正确充电方式效延长蓄电池寿命设计种全新智型铅酸蓄电池十分必
设计智密封铅酸蓄电池智充电器容包括蓄电池充电方法研究充电系统设计分析密封式铅酸蓄电池充电特性基础综合涓流充恒流恒压等充电方式优点应PIC16C54单片机采脉宽调制技术根电压电流反馈动控制调节充电脉宽度分快充慢充涓流充三阶段改变充电电流电压种充电方法始终充电电流总体逼蓄电池接受充电电流曲线整充电期间适时采取蓄电池极化措施
研究表明基PIC16C54单片机控制智充电器效率高调节时间快良充电特性充分发挥蓄电池具较高容量较长循环寿命具良应前景提高蓄电池性性提供条新效途径
+ n0 ` `6 V4 V* l F H p& l关键词：铅酸蓄电池智充电单片机脉宽度调制(PWM)
The Design of Intelligent Sealed Leadacid Battery Charger
Abstract The lead acid battery has many advantages such as low cost of design large capacity lower price and use widely Due to its intrinsic attributes if utilized improperly the life expectancy of the battery will be largely shortened Therefore it is necessary to design a new and intelligent leadacid battery charger
The design of sealed leadacid batteries intelligent charger content mainly includes to battery charging method of research and charging system design Based on the analyzed results of charging characteristic of lead acid battery using PIC16C54combines trickle charge constantcurrent charge and constantvoltage charge 's merits a intelligent leadacid battery charger is designed to adjust the charging current and voltage pulse's amplitude and pulse width automatically by three phases' charging procedure of fast chargingThis kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures
The study show that based on the intelligent charging PIC16C54 singlechip microcomputer control charger its high efficiency regulating time quick good charging characteristics can get fully make battery has higher use capacity and long cycle life can meet the electric locomotive motive battery charging request has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way
Key Words lead acid batteries intelligentcharging single chip computer pulse width modulation
目 录
1 概述 1
11 课题研究背景 1
12 课题研究意义 1
2 课题研究方案 2
21 课题总体设计方案 2
22 充电方法选择 2
23 充电系统整体结构 6
3充电器硬件电路设计 6
31 充电器充电程工作原理 6
32 开关电源回路设计 7
33 开关电源PWM控制电路设计 11
34 辅助电源电路设计 15
35 充电控制电路设计 16
4 充电器软件设计 20
41软件功 20
42 PIC系统指令设计 20
43 程序流程图 21
5 结 束 语 25
参考文献 26
致 谢 27
附 录 28
附录1 充电器电路原理图 29
附录2 充电器电路PCB图 30
附录3 程序清单 31
智密封铅酸蓄电池充电器设计
1 概述
11 课题研究背景
电池种化学电源通量转换获电器件二次电池称充电电池蓄电池指电池放电通充电方式活性物质激活继续电池二次电池充电时电转变化学实现负荷供电伴吸热程充电电池(化学电池物理电池)应程中充电器成功运重装置充电电池问世充电器便关键问题充电模式参数坏直接影响电池两重指标：充电电电池容量循环寿命然直二十世纪中期充电器技术未长足发展普遍采模式恒流恒压充电方法效果较差种情况直六十年代Mascc博士基低出气率曲线原理发现电池接受充电电流时间规律降规律证实恒流恒压充电均合适方法根Mascc曲线提出谓两段式三段式段式充电谓两段式指先电池进行恒流恒压充电电池电压达定程度然电池进行涓流充电谓三段式般电池进行恒流充电电压达定值转入第二阶段限压充电阶段充电电流某种程度转化第三阶段涓流充电
十年发展密封铅酸蓄电池技术已较成熟种电池性接镉镍电池需维护国密封铅酸蓄电池应逐渐增充电器年取长足发展明显标志世界部分半导体厂商均推出充电芯片带中央处理器文应单片机PIC16C54设计款智型铅酸蓄电池充电器
12 课题研究意义
铅酸蓄电池存着影响电池寿命容量素提高铅酸蓄电池充电效率缩短充电时间消蓄电池极化现象分析铅酸蓄电池充电特性基础综合涓流充恒流恒压等充电方式优点应PIC16C54单片机采脉宽调制技术根电压电流反馈动控制调节充电脉宽度分快充慢充涓流充三阶段改变充电电流电压设计款智密封铅酸蓄电池充电器系统控制进行三段式充电程充电系统设定充电方法电池充电根电池电压充电电流动转换充电状态显示出蓄电池充满电动进入涓充状态该充电器技术指标：a）基输入：单相220VAC±550HZ±2b）充电参数：快充时充电电流4A慢充时充电电压147V涓充时充电电压141Vc）环境温度：10℃50℃：空气相湿度超85
2 课题研究方案
21 课题总体设计方案
该设计采逐功模块分析组合方法实现方案分开关电源回路中滤波电路开关驱动电路开关电源PWM控制电路辅助电源电路充电控制电路进行分析设计然部分具体电路特点进行组合软件方面软件实现功进行述说PIC系统指令进行说明绘制程序流程图程序进行分析解释终写程序读进单片机中实现充电器功
22 充电方法选择
充电方法选择铅酸蓄电池说关重充电方法相差充电效果会差距电池性影响相选择合适充电方法时应考虑充电电池频率放点倍率途等素面充电方法简概述：
A恒流充电
a)恒流充电
充电器交流电源电压通常会波动充电时需采直流恒流电源恒流充电器采恒流充电时电池具较高充电效率方便根充电时间决定充电否中止改变电池数目恒流电源充电电路图21示
图21 恒流电源充电电路
b）准恒流充电
准恒流充电电路中通直流电源电池间串联电位器增加电路阻产生恒定电流电阻值根充电末期电流进行调整电流会超电池允许值结构简单成低廉种充电电路广泛应充电器中时具交流直流电源电路电气设备需额外充电器采电气设备直流电路电池进行充电图22示
图22 准恒流充电电路
B恒压充电
电池进行恒压充电时电池两端电压决定充电电流种充电方式充电初期电流较充电末期电流会变充电电流会着电压波动变化充电电流值应设置充电电压高时免便电池充电
外种充电方式中充电末期充电电压达峰值会降电池充电电流变会导致电池温度升高着电池温度升高电压降造成电池热失控损害电池性推荐采恒压充电方式图23示：
图23 恒压充电电路
C浮充方式
浮充方式中电池电流（C30～C20）进行充电电池保持满充状态浮充方式应电池作备电源应急电源电气设备中常规浮充方式充电电路图24示
图24 浮充方式充电电路
D涓充方式
电池负载联时电池直流电源（充电器）相连正常情况直流电源作负载工作电源涓充方式电池充电负载变直流电源端电压低电池端电压直流停止供电电池负载放电种方式充电电流模式决定通常紧急电源备电源电子表等允许断电场合图25示简单涓充方式示意图
图25 涓流方式简单示意图
E分阶段充电方式
分阶段充电方式中电池充电初始阶段充电电流较电池电压达控制点时电池转涓流方式充电分阶段充电方式电池理想充电方式缺点充电电路复杂成较高外需增设控制点电池电压监测电图图26示：
图26 分阶段充电简单示意图
F快速充电
电流短时间电池进行充电时需采电池电压检测控制电路该电路电池充电末期实时检测电池电压电池温度根检测参数控制充电程
a)电池电压检测
电流充电末期检测电池电压电池电压达设定值时电流充电转成电流充电采电流充电方式保证电池充电容量控制电路设置充电截止电压必须充电峰值电压低
b）－△V检测
电池充电程充电电流通检测电池充电末期电压降进行控制采－△V控制系统充电控制电路充电峰值电压确定－△V检测电路检测电压降达设定值控制电路电流充电电路分断
c)电池温度检测
电池充电末期负极发生氧复合反应产生热量电池温度升高电池温度升高导致充电电流增控制充电电流电池外壳设置温度传感器电阻等温度检测元件电池温度达设定值时电池充电电路切断面出电池温度检测简图电池温度充电时间关系图图27示：
图27 电池温度检测简图
智密封铅酸蓄电池采恒压充电恒流充电恒压充电充电初期电流太蓄电池寿命影响智密封铅酸蓄电池甚造成极板弯曲电池报废智密封铅酸蓄电池充电电路采恒流充电方式电路始终恒定充电电流蓄电池充电蓄电池充满时关断电路者转变浮充形式
相言恒流充电蓄电池寿命处恒流充电具较电流充放电充放电速度加快
果采恒流充电充电期电流保持原数值部分电流分解水气厉害电解液沸腾剧烈消耗电极板利容易造成极板活性脱落
智密封铅酸蓄电池分阶段充电方式种较方法着充电程进行充电电流逐渐降采种方法充电末期电解液沸腾现象减弱损失电较少保护极板防止度充电水解电力损失
通述种充电方式分析较综合优点设计出具快充慢充智型密封铅酸蓄电池充电器该充电器采单片机控制充电程分快充慢充涓流充三阶段充电效果更佳
铅酸蓄电池
23 充电系统整体结构
斩波电路
220V交流电源
隔离驱动电路
电源变换电路
单片机
辅助电源
图28 充电系统结构框图
充电系统结构框图图28示整充电装置电源变换电路斩波电路隔离驱动电路单片机控制系统组成
3充电器硬件电路设计
31 充电器充电程工作原理
311 充电器充电程分析
图31示该充电器充电电流电压曲线
图31充电器充电电流电压曲线
图31出：快充阶段（0～t1）充电器恒定电流1C蓄电池充电单片机控制快充时间避免量充电慢充阶段（t1～t2）单片机输出PWM控制信号控制斩波开关通断恒定电压蓄电池进行充电时充电电流指数规律降电池电压升规定值时结束慢充进入涓流充阶段涓流充阶段（t2～t3）单片机输出PWM控制信号充电器约009C充电电流蓄电池充电种状态长时间蓄电池充电限度延长蓄电池寿命
312 充电器工作原理
23节中提出铅酸蓄电池充电系统结构框图面根系统结构原理图出具体智型密封铅酸蓄电池原理框图智型密封铅酸蓄电池原理图开关稳压电源斩波开关控制器辅助电源等四部分组成具流保护压保护超温保护功交流电输入整流电路时辅助电源提供单片机半桥式变换器里利TL494设计电压监控电流监控利单片机控制斩波开关蓄电池进行智化充电单片机控制灯运行停止充电现处充电状态原理图中首先设定阶段值根通单片机充电器进行控制具体原理图图32示：
图32 智型铅酸蓄电池原理框图
32 开关电源回路设计
321 功率开关元件选
目前开关电源中较开关器件电力晶体GTR门极关断晶体GTO场效应晶体MOSFET绝缘栅极双极型晶体IGBT等IGBT(Insulated Gate Bipolar Tranister)MOS结构双极型器件属具功率M0SFET高速性双极型器件低电阻特性功率元件目前价格方面原高功率变换场合通常选择MOSFET考虑漏源击穿电压导通电阻漏源击穿电压漏区沟道体区PN结反偏电压电压决定器件高工作电压导通电阻外非常重参数相双极型晶体功率器件饱电阻漏源击穿电压值高导通电阻较限制功率场效应高反压开关电源中应场效应工作开关状态时漏源极间电压必须考虑参数鉴目前工艺状况导通电阻稍约1欧姆左右低导通电阻子价格偏高导通电压相双极型晶体饱电压选择双极型晶体E13007饱电压值025V综述双极型晶体饱压降较特成MOSFET低
双极型晶体两背背PN结构成具电流放作晶体三极起源1948年发明点接触晶体三极50年代初发展成结型三极现称双极型晶体双极型晶体两种基结构：PNP型NPN型3层半导体中中间层称基区外侧两层分称发射区集电区基区注入少量电流时发射区集电区间会形成较电流晶体放效应
面双极型晶体特点：
a）输入特性曲线：描述压降UCE定情况基极电流iB发射结压降uBE间关系称输入伏安特性表示： 硅开启电压约07V锗开启电压约03V
b）输出特性曲线：描述基极电流IB常量时集电极电流iC压降uCE间函数关系分三区：截止区：发射结集电结均反偏置IE@0IC@0UCE@EC子失放力果三极作开关状态相断开状态饱区：发射结集电结均正偏置饱区IC受IB控制子失放作UCE@0ICEC／RC三极作开关时开关处闭合状态放区：发射结正偏集电结反偏
c）特征频率：晶体中PN结结电容存晶体交流电流放系数会工作频率升高降 数值降1时信号频率称特征频率
外直流参数交流参数选择晶体时考虑素：
─指发射极开路集电结穿透电流
─指集电极开路发射结穿透电流
极间反电流越说明子特性越受温度影响会
─发射极开路时集基极间反击穿电压集电极允许加高反电压然参数值越高越时考虑价格素
─基极开路时集电极发射极间击穿电压
─集电极发射极饱压降
述分析中考虑设计求选N型硅双极型晶体E13007具体参数：
（） (31)
（） (32)
（） (33)
（） (34)
（） (35)
322 滤波电路设计
滤波电路常滤整流输出电压中纹波般电抗元件组成负载电阻两端联电容器C负载串联电感器L电容电感组成成种复式滤波电路
设计交流滤波电路时电源线引入电磁噪声会整电路影响电源线噪声分两类：模干扰差模干扰考虑差模干扰模干扰区设置电源线滤波电路传输途径差模模滤波元件抑制干扰达滤波效果
图33开关稳压电源滤波电路
图33中C1C4做差模电容LF1做模电感C2C3做模电容差模滤波元件模滤波元件分差模模干扰较强衰减作
模电感LF1磁环绕相反匝数相两绕组构成通常环形磁芯漏磁效率高绕线困难市网工频电流两绕组中流时进出产生磁场恰抵消模电感市网工频电流起阻碍作损耗传输果市网中含模噪声电流通模电感种模噪声电流方流两绕组时产生磁场相叠加模电感干扰电流呈现出较感抗起抑制模干扰作
实际中模电感两电感绕组绕制工艺问题会存电感差值种差值正利作差模电感般电路中必设置独立差模电感模电感差值电感电容C1C4构成∏型滤波器种滤波器差模干扰较衰减
模电感外图中电容C2C3滤模干扰模滤波衰减低频时电感器起作高频时部分电容C2C3起作电容C2C3选择根实际情况定电容C2C3接电源线线间承受电压较高需高耐压低漏电流特性
差模干扰抑制器通常低通滤波元件构成简单滤波电容接两根电源线间形成输入滤波电路电容选择适高频干扰起抑制作该电容高频干扰阻抗甚低两根电源线间高频干扰通工频信号阻抗高工频信号传输毫影响该电容选择考虑耐压值满足功率线路耐压等级承受预料电压击避免放电电流引起击危害C1C4电容容量宜般001～01μF间电容类型陶瓷电容聚酯薄膜电容
323 开关驱动电路设计
321节中选择双极型晶体E13007作功率元件双极型晶体驱动电流波形完美脉波开始时驱动电流较慢慢衰减图34示：
图34 基极驱动电流波形
然驱动变压器输出方波信号选择合适驱动电路驱动变压器输出信号量适合晶体基极驱动电流波形点开关迅速导通安全重设计基极驱动电路图35示
图35 基极驱动电路
系统中开关加速开关网络提供较理想驱动电流波形电路图35示电容C10D3R4C11D4R8构成开关加速开关网络变压器开始输出驱动脉信号加速开关网络中电容C10C11充电通二极流开关基极流晶体基极驱动电流Ib较陡幅值着充电进行电容电压逐渐建立电容充满电驱动信号通二极回路显易见时基极驱动电流幅值电容未充满电前低构成基极驱动电流半部分较缓电阻R1R3R5R7开关处微导通状态果两开关Q1Q2均处关断状态集电极漏电流存开关Q1Q2集电极漏电流Ic10Ic20完全致导致A点电压位中点电压较误差例300V输入理想情况开关应承受150V电压果没设置均压电路没开关处微导通状态开关承受较电压200V子承受100V半桥电路中输出变压器原边电压高值种情况电路没输出疑降低变换器输出效率果分压网络开关Q1Q2基极提供电流Ib1Ib2Ib1Ib2集电极Ic1Ic2Ic1>Ic10Ic2>Ic20漏电流致性导致中点电位影响微微例：Ic1005mAIc2004mA分压网络Ib1Ib2005mA假设晶体电流放倍数 Ic1Ic25mA>Ic1005mA消开关特性致导致影响A点电压位输入电压中点值驱动变压器产生脉信号TL494脉宽调制器8脚11脚输出分驱动晶体Q3Q4三极放驱动变压器样实现强电弱电信号隔离图中D7D8射极举电路C12旁路电容
33 开关电源PWM控制电路设计
开关电源般采脉宽度调制（PWM）技术特点频率高效率高功率密度高性高脉宽度调制种模拟控制方式根相应载荷变化调制晶体栅极基极偏置实现开关稳压电源输出晶体晶体导通时间改变种方式电源输出电压工作条件变化时保持恒定利微处理器数字输出模拟电路进行控制种非常效技术调节开关电源占空输出电压基负载变化输入电压变化变化种方法做脉宽调制法现许脉宽调制控制器生产厂家美国德州TI公司生产脉宽调制控制器TL598SG2524TL494等设计中选TL494型脉宽调制器够产生两路PWM输出具稳压限流保护功
图 36 TL494脚分配图
331 TL494简介
TL494种固定频率脉宽调制电路包含开关电源控制需全部功广泛应单端正激双式半桥式全桥式开关电源TL494SO16PDIP16两种封装形式适应场合求特征：
a） 集成全部脉宽调制电路
b） 片置线性锯齿波振荡器外置振荡元件仅两（电阻电容）
c） 置误差放器
d） 置5V参考基准电压源
e） 调整死区时间
f） 置功率晶体提供500mA驱动力
g） 推拉两种输出方式
332 TL494工作原理
TL494部器件锯齿波发生器触发器较器误差放器125V基准电源两驱动晶体等组成种脉宽调制型开关电源集成控制器脚分配图37示脚12脚1516分两较器输入端脚3相位控制端脚4死区电控制端脚56振荡器RC输入端脚89脚1110分两部驱动晶体集电极发射极通发出脉控制变换器开关交导通脚13输出状态控制端脚13低电时两部驱动晶体时导通截止时控制变换器开关形成单端输出脚13高电时推挽输出
图37 TL494部结构图
输出脉波宽度调变达成着电容器CT端正锯齿波形两控制信号中做较电路中NOR闸驱动输出三极Q1Q2仅正反器时钟输入信号低准位时闸会效状态种情况发生仅锯齿波电压控制信号电压期间里控制信号振幅增加时时会致引起输出脉波宽度线性减少图38示：
图38 TL494控制器时序波形图
外部输入端控制信号输入脚4截止时间控制端脚121516误差放器输入端输入端点抵补电压120mV限制输出截止时间值约初锯齿波周期时间413脚输出模控制端接时获96工作周期13脚接制参考电压时获48工作周期果第4脚截止时间控制输入端设定固定电压范围0V33V间附加截止时间定出现输出
PWM较器提供方法误差放器百分导通时间做输出脉波宽度调整着设定截止时间控制输入端降零电位时回授输入脚电压变化05V35V间二误差放器模态(commonmode)输入范围03V(Vcc2)V检知电源供器输出电压电流
误差放器输出会处高动状态PWM较器非反相输入端误差放器输出闸(OR)运算结合电路结构放器需输出导通时间抑制回路控制通常第误差放器参考电压稳压输出电压做较环路增益回授控制第3脚通常做频率补偿目整环路稳定度特注意运回授时必须避免第3脚输入载电流600µA否脉波宽度会正常限制两种误差放器利正相反相放稳压第二误差放器做电流检知回路检知电阻参考电压元作较回路工作电压接端误差放器转换速率(slew rate)7VVcc时2Vµs高频运中脉波宽度较器控制逻辑传播延迟动态电流限制器运恒流限制电路者外加元件作成电流回叠(current feedback)限流装置动态电流限制截止时间控制输入端第4脚
电容器CT放电时截止时间较器输出端会正脉波信号输出时钟脉波控制操作正反器会抑制输出三极Q1Q2输出模控制第13脚连接参考电压准位线时推挽式操作两输出三极脉波信号调变会交导通时输出转换频率振荡器频率半
单端方式(singleended)操作时工作周期须少50时输出驱动出三极Q1Q2取单端方式操作需较高输出电流Q1Q2三极联方式连接输出模控制第13脚必须接正反器失效(disable)状态时输出转换频率相震荡器频率TL494约两输出级单端方式推挽式输出两输出关系拘束两集极射极输出端利射极状态集极射极电流200mA时集极射极饱电压约11V集极结构电压15V输出载两输出保护作般两输出射极转换时间知道转换速度非常快操作频率达300KHz25℃时输出漏电流般1µＡ
333 TL494外围电路设计
图39 TL494外围电路设计
图39示TL494外围电路设计较固定里分部分简单介绍
A软启动保护
前面介绍知TL4944脚芯片死区控制端该脚落电阻R13跨接14脚（部基准电源端）间电容C19开机时落电阻没电流流R13电压着输入电源电容C19充电R13开始流电流4脚开始建立定电压芯片开始工作软启动见充电电容C19值决定 软启动快慢C19越软启动程越短死区时间落电阻R13电压决定该值越高死区时间越长
B恒流控制
开关电源输出电压电流稳定重求TL494提供部基准电源两误差放器方便实现功系统中电阻R28串接T1次级绕组N2N3中间抽头输出间作监控快充充电电流流保护
充电电流超恒定值1C时R28压降增该压降联电阻R24R25反馈IC115脚电位变负低IC116脚部电流误差放器输出高电IC18脚11脚输出PWM信号脉变窄缩短Q1Q2导通时间输出电压降维持充电电流恒定着充电时间延长电池电压逐渐升高充电电流指数规律降IC115脚电位指数规律升IC18脚11脚输出PWM信号脉变宽延长Q1Q2导通时间输出电压升高充电电流保持恒定
C恒压控制
恒流控制类似恒压控制利部电压误差放器输出电压间构成负反馈图38示电阻R15R16R17R18 电容C16C17组成电压取样电路取样电压输入IC11脚输出电压允许电压值时误差放器没输出驱动晶体输出固定占空脉信号旦输出电压反馈1脚电压高2脚电压放器输出高电降低驱动晶体输出脉占空IC18脚11脚输出PWM信号脉宽改变Q1Q2导通时间改变维持输出电压恒定
D
IC156脚分接定时元件C13R12构成三角波震荡器中R1222C131uF三角波振荡频率：3脚15脚间3脚2脚间RC网络滤波电路分根电容电阻设定值相应频段干扰13脚直接接14脚（5V基准电压）两驱动晶体工作推挽输出方式芯片驱动晶体射级910脚接集电极811脚输出分驱动外部电路中晶体Q3Q4放进输出驱动变压器激励开关Q1Q2
34 辅助电源电路设计
电子产品中常见三端稳压集成电路正电压输出lm78××系列负电压输出lm79××系列顾名思义三端IC指种稳压集成电路三条引脚输出分输入端接端输出端样子象普通三极TO 220 标准封装lm9013样子TO92封装lm78lm79系列三端稳压IC组成稳压电源需外围元件极少定电压电流输出够获电压电流电路部流热调整保护电路起方便价格便宜该系列集成稳压IC型号中lm78lm79面数字代表该三端集成稳压电路输出电压lm7806表示输出电压正6Vlm7909表示输出电压负9V
lm7805输出电流达1A输出电压5V具热保护短路保护特点根特点设计出设计辅助电源电路图310示
图310 辅助电源电路
辅助电源工频变压器T3整流元件B2滤波元件C27C28三端稳压集成电路IC4（7805）组成单片机提供（+5）电源电压采种单片机单独供电方式增强抗干扰力提高性时单片机提供50Hz计时脉信号
35 充电控制电路设计
根系统特点硬件电路采单片机控制系统实现单片机种类繁致分三类：通型专型总线型非总线型工控型家电型面两种典型单片机介绍选择中种作设计控制系统中心控制芯片
351 单片机选择
A． AT89C2051单片机
a）AT89C2051单片机介绍
AT89C2051美国ATMEL公司生产低电压高性CMOS8位单片机 片含2k bytes反复擦写读程序存储器（PEROM）128bytes机数存储器（RAM）器件采ATMEL公司高密度非易失性存储技术生产兼容标准MCS51指令系统片置通8位中央处理器Flash存储单元带2K字节闪速编程擦读存储器（EEPROM）低电压高性8位CMOS微处理器采ATMEL高密非易失存储技术制造工业标准MCS51指令集引脚结构兼容标准功：2K字节闪速存储器128字节RAM15根IO口两16位定时器五量两级中断结构全双工串行口精密模拟较器两种选 软件节电工作方式空闲方停止CPU工作允许RAM定时器计数器串行工作口中断系统继续工作掉电方式保存RAM容振荡器停止工作禁止部件工作硬件复位
b）AT89C2051单片机引脚图
图311 AT89C2051单片机引脚图
AT89C2051芯片20引脚功：
VCC 电源电压
GND 接
RST 复位输入RST变高电保持2机器周期时IO引脚复位1
XTAL1 反振荡放器输入部时钟工作电路输入
XTAL2 反振荡放器输出
P1口8位双IO口引脚P12～P17提供部拉作输入外部拉低电时输出电流部拉缘P10P11需外部拉作片精确模拟较器正输入（AIN0）反输入（AIN1）P1口输出缓器接收20mA电流直接驱动LED显示器P1口引脚写入1 作输入闪速编程编程校验期间P1口接收编码数
P3口：P3口P30~P35P37带部拉电阻 七双IO口引脚P36固定输入片较器输出信号作通IO引脚访问P3口缓器吸收20mA电流P3口写入1时部拉电阻拉高作输入端作输入时外部拉低P3口脚拉电阻流出电流
RST：复位输入RST旦变成高电IO引脚复位1振荡器正运行时持续出RST引脚两机器周期高电便完成复位机器周期需12振荡器时钟周期
XTAL1：作振荡器反相器输入部时钟发生器输入
XTAL2：作振荡器反相放器输出
BPIC16C54单片机
a） PIC16C54单片机介绍
PIC16C54属CMOS单片机低价位高性8位单片机具体积功耗低性强体密性高价格低等特点率仅33条精简指令集单字节单周期指令条指令执行时间快达200ns易记忆指令系统减少产品开发时间两双IO口线中A口作输入检测四种工作方式键情况B口中RB0作输入检测电流强度控制键键情况外余作输出中RB2RB7分控制六档电流强度指示灯点亮关闭RB1输出脉信号该信号刺激隔离器耦合刺激电极输出振荡源四种晶体振荡（XT）低功耗振荡（LP）高速振荡（HP）RC振荡实种时钟振荡电路睡眠低功耗省电模式WDT（门狗）带码保护功特性具较优势PIC16C54系列单片机广泛应电机控制汽车电路家电器等领域
b) PIC16C54单片机性
RISC精简指令集指令仅33条指令长度12位
绝部分均单机器周期指令
工作速度高快达200ns（20MHz时钟时）
数长度8位
片程序存储器容量5122kbyte
片静态数存储器(SRAM)2573byte
硬件组成7专寄存器
两级硬件堆栈
直接间接相位寻址功
1220条IO引脚条引脚均设置输入输出态
种时钟振荡电路WDT定时器电路
宽工作电压范围低功耗模式：工作电压25V60V典型工作电流2mA睡眠状态仅3uA
c) PIC16C54单片机引脚图
图312 PIC16C54单片机引脚图
PIC16C54单片机引脚功：
RA0RA3 IO输入输出口A应部f54位IO端口位控
RB0RB7 IO输入输出口B应部f68位IO端口位控
RTCC实时时钟计数器输入端端口输入信号升降计数边通软件选择
MCLR复位端MCLR低电时单片机复位
OSC1振荡信号输入端端口外部振荡信号输入RC振荡时接RC电路石英振荡电路时接石英晶体端
OSC2振荡信号输出端石英晶体振荡器陶瓷振荡器时通串联电阻R接振荡晶体端RC振荡时常作CLKOUT输出（CLKOUT14fosc）
VDD电源电压般5V范围25625V间Vss端
两单片机发现PIC16C54单片机更适合设计求
352 控制电路设计
图313 控制电路电路图
电路包含控制芯片PIC16C54振荡电路复位电路振荡电路晶体振荡器电容构成复位电路二极电阻极性电容构成
快充阶段IC36脚输出高电电阻R32接Q7基极斩波开关导通通电流监控电路恒定电流蓄电池充电达快充时间时IC36脚输出低电关断斩波开关停止充电快充阶段结束慢充阶段IC36脚输出PWM控制信号斩波开关固定占空导通充电器恒定电压蓄电池充电时充电电流着蓄电池电压升指数规律降蓄电池电压升规定值时电阻R33R34R35蓄电池电压取样 送较器IC2 3脚（相输入端）2脚（反相输入端）基准电压较1脚输出高电IC317脚输入高电软件滤波延时判断检测误结束慢充涓流充阶段IC36脚输出PWM控制信号斩波开关较占空导通充电电流维持009C左右蓄电池充电
超温保护通附加蓄电池正温度特性热敏电阻RT2R36R37 实现电池温度升高时热敏电阻RT2阻值增IC25脚（相输入端）电位升电池温度升高规定值时5脚电位高6脚（反相输入端）电位7脚输出高电IC318脚输入高电IC36脚输出PWM信号充电器浮充电压蓄电池充电效保护蓄电池
系统发光二极表示充电状态快充慢充阶段绿色发光二极亮涓流充阶段黄色发光二极亮
4 充电器软件设计
41软件功
基单片机PIC16C54TL494智铅酸蓄电池充电器程序需完成功：
a） 实现充电器三段式充电
b） 通温度时间检测判断充电阶段通LED显示
42 PIC系统指令设计
421 指令系统基说明
PIC16C54条指令长12位指令操作码操作数组成PIC16C5433条指令操作分成三类：
a）面字节操作类
类指令18条包括数传送算术逻辑运算数移位交换等操作操作W数寄存器f间进行指令码结构：
高6位指令操作码第6位d方位d1操作结果存入f（数寄存器）d0操作结果存入W低5位数寄存器址选中32寄存器
b）面位操作类
类指令4条指令码基结构：
高4位操作码bit5－bit7位址（寻址8位）bit0－bit4寄存器址
c）常数操作控制操作类
类指令11条指令码结构：
高4位操作码低8位常数K
422 指令寻址方式
PIC16C54采精简指令集（RISC）结构体系寻址方式指令少简单寻址方式根操作数源分立数寻址寄存器间接寻址直接寻址位寻址四种
a）立数寻址
种方式操作数立数形式出现长字指令低8位表示操作数直接指令中获
例：MOVLW 16H 16H →W
b）寄存器间接寻址
种寻址方式操作数址放寄存器中PIC系列微控制器中作间接址寄存器FSR实际访问寄存器序号放FSR低5位中通间接寄存器INDF进行见解寻址种寻址方式通寄存器F0F4实现实际寄存器址放F4中通F0进行间接寻址
例：MOVLW 05H W5
MOVWF 4 W(5)→F4
MOVLW 55H W55H
MOVWF 0 W(55H)→F5
面段程序55H送入F5寄存器间址寻址方式编写查表写表程序非常方便
c）直接寻址
种寻址方式指令中直接出访问寄存器寄存器专寄存器通寄存器寄存器址（5位）直接包括指令中
例：MOVWF 8 W→F8寄存器
MOVF 8W F8→W
d）位寻址
种寻址方式寄存器中位进行操作
例：BSF 110 F11第0位置1
43 程序流程图
流程图：
图41 充电器程序流程图
软件设计采汇编语言采模块化结构化设计方法进行设计
开机进行系统初始化蓄电池进行快充快充阶段单片机6脚输出高电斩波开关导通通电流监控电路温度检测恒定电流蓄电池进行充电达快充时间时单片机6脚输出低电关断斩波开关停止充电快充阶段程序示：
KUAI 快充
BSF PORTB0 6脚1
CALL WENDU 温度检测
MOVLW D'255' 时间否？
SUBWF RTCC0
BTFSS STATUS2
GOTO KUAI
GOTO MAN
快充结束进入慢充阶段单片机6脚输出PWM控制信号斩波开关固定占空导通充电器恒定电压蓄电池充电蓄电池电压升规定值时较器进行输出高电单片机17脚输入高电进行较判断慢充阶段程序示：
MAN 慢充
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP1 NOP 延时600us
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP1
BCF PORTB0
MOVWF 10
LOOP2 NOP 延时400us
DECFSZ 101
GOTO LOOP2
CALL WENDU 温度检测
MOVF PORTA0 电压否？
ANDLW B'00000010'
BTFSC STATUS2
GOTO MAN
慢充结束进入涓流充阶段单片机6脚输出PWM控制信号斩波开关较占空导通充电电流维持009C左右蓄电池充电涓流充阶段程序示：
JUAN 涓充
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
JLOOP BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP3 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP3
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP4 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP4
GOTO JLOOP
温度检测流程图：
图42 充电器温度检测流程图
超温保护通热敏电阻RT2R36R37 实现电池温度升高时热敏电阻RT2阻值增IC25脚电位升电池温度升高规定值时5脚电位高6脚电位7脚输出高电单片机18脚输入高电单片机6脚输出PWM信号充电器浮充电压蓄电池充电效保护蓄电池具体程序示：
WENDU 温度检测子程序
MOVF PORTA0
ANDLW B'00000001'
BTFSC STATUS2
GOTO FANHUI1
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP5 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP5
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP6 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP6
GOTO WENDU
FANHUI RETLW 0
5 结 束 语
通次毕业设计仅知识融会贯通丰富脑时查找资料程中解许课外知识开拓视野前学知识重温专业知识方面动手力方面质飞跃
次毕业设计中根铅酸蓄电池充放电特性充电控制方法分析综合恒流恒压涓流充电等方式优点应单片机PIC16C54开关电源集成芯片TL494采脉宽调制技术根电压电流反馈动控制调节充电脉宽度改变充电电流电压充电分快充慢充涓流充三阶段达良充电效果
设计中样遇许困难许第次遇难点通查阅相关资料时指导老师组学请教遇问题逐解决认识虚心求教探讨知识种学方法
次毕业设计中喜愁断充实学专业方面知识认识许朋友非常感谢李家荣老师指导帮助
参 考 文 献
[1] 扬帮文实电池充电器保护器电路集锦[TM]北京：电子工业出版社2000
[2] 王鸿钰实电源技术手册[TM]海：海科学技术出版社2002
[3] 梁廷贵现代集成电路实手册（集成运算放器 电压较器分册）[M]北京：科学技术
文献出版社2002
[4] 张占松蔡宣三开关电源原理设计[TN]北京：电子工业出版社2004
[5] Marty Brown著徐德鸿沈旭译开关电源设计指南[TN]北京：机械工业出版社2004
[6] 王兆安黄俊电力电子[TM]北京： 机械工业出版社2000
[7] 周志敏周纪海纪爱华充电器电路设计应[TM]北京：民邮电出版社2005
[8] 杨郑成智充电器设计[J]湖州职业技术学院学报2004(6)120～123
[9] 丁志亮等智铅酸电池充电器设计[J]电源技术应20069(4)17～18
[10] 胡湘娟杨毅功充电器设计[J]湖南技术学院学报200526(11)53～54
致 谢
通努力次设计利完成终定稿着劳动结晶心充满感激感谢指导老师XX老师悉心指导感谢老师帮助设计程中XX老师百忙中挤出休息时间电子邮件电话方式指点迷津耐心讲解提供量资料教查阅资料便捷方法常提供方面帮助排忧解难
次毕业设计中许学加油鼓劲学关系更进步学间互相帮助什懂家起商量听听法更理解知识位老师学表示衷心感谢时感谢课老师带入电子学科学殿堂
整设计中懂许东西培养独立工作力树立工作力信心相信会学工作生活非常重影响提高动手力充分体会创造程中探索艰难成功时喜悦设计程中学东西次设计收获财富终身受益
会带着份求学精神带着老师学寄予厚握机会生活工作岗位发挥优势实现生价值
附 录
附录1 充电器电路原理图
附录2 充电器电路PCB图
附录3 程序清单
附录1 充电器电路原理图
附录2 充电器电路PCB图
附录3 程序清单
PIC16C54 EQU 1FFH
RTCC EQU 1
ORG PIC16C54
GOTO MAIN
ORG 0
WENDU 温度检测子程序
MOVF PORTA0
ANDLW B'00000001'
BTFSC STATUS2
GOTO FANHUI1
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP5 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP5
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP6 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP6
GOTO WENDU
FANHUI RETLW 0
MAIN 程序
MOVLW A'11111111' A口作输入
MOVWF TRISA
MOVLW B'00000000' B口作输出
MOVWF TRISB
BCF PORTB1 绿灯亮
BSF PORTB2 黄灯灭
CLRF RTCC 记数器清零
MOVLW B'00110111' 记数方式分频256
OPTION
MOVLW B'00001001'
MOVWF CONFIG
KUAI 快充
BSF PORTB0 6脚1
CALL WENDU 温度检测
MOVLW D'255' 时间否？
SUBWF RTCC0
BTFSS STATUS2
GOTO KUAI
GOTO MAN
MAN 慢充
BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP1 NOP 延时600us
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP1
BCF PORTB0
MOVWF 10
LOOP2 NOP 延时400us
DECFSZ 101
GOTO LOOP2
CALL WENDU 温度检测
MOVF PORTA0 电压否？
ANDLW B'00000010'
BTFSC STATUS2
GOTO MAN
JUAN 涓充
BSF PORTB1 绿灯灭
BCF PORTB2 黄灯亮
JLOOP BSF PORTB0 6脚1
MOVLW D'100'
MOVWF 10
LOOP3 DECFSZ 101 延时200us
GOTO LOOP3
BCF PORTB0 6脚0
MOVWF 10
LOOP4 NOP 延时800us
NOP
NOP
NOP
NOP
DECFSZ 101
GOTO LOOP4
GOTO JLOOP
END
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